小型液压压力机集成阀组设计【说明书+CAD+SOLIDWORKS】
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课题是 小型液压压力机的集成阀的设计我们液压缸只要求数据不要求设计的课题简介: 液压压力机是压缩成型和压铸成型的主要设备,适用于可塑性材料的压制工艺,如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。 小型压力机的动力系统采用液压系统结构简单、紧凑,动作灵敏可靠。在液压系统设计中,用集成阀的安装方式代替管路实现元件间的连接,可大幅度减少系统装配工作量,减少泄露及系统所占空间,提高系统效率。数据:设计一台小型液压压力机的集成阀,要求实现“快速空载下行慢速加压保压快速回程停止”的工作循环,快速往返速度均为2.5m/min,加压速度为40250mm/min,压制力300KN,运动部件总重为25KN,工作行程为350mm,油缸垂直安装。原理图小型液压压力机集成阀设计说明书第一章.11.1前言.11.2液 压 传 动 在 机 械 行 业 中 的 应用.11.3 液压机的发展及工艺特点.21.4液压系统的基本组成.3第二章液压压力机系统的原理设计.42.1液压压力机的基本结构.42.2 系统分析.52.3.1确定供油方式.62.3.2自动补油保压回路的设计.62.3.3 释压回路的设计.72.4液压系统图的总体设计.82.4.1主缸运动工环.82.4.2顶出缸运动工作循环.9第三章液压系统的计算和元件选型.103.1确定液压缸主要参数.103.1.1液压缸内径D和活塞杆直径d的确定103.1.2液压缸实际所需流量计算1132液压元件的选择.1132.1确定液压泵规格和驱动电机功率113.2.2阀类元件及辅助元件的选择133.2.3 管道尺寸的确定.143.3液压系统的验算.163.3.1系统温升的验算16第四章液 压 缸 的 结 构 计.164.1液压缸主要尺寸的确定.184.2 液压缸的结构设计.20第五章液压集成油路的设计.235.1液压油路板的结构设计.235.2液压集成块结构与设计.245.2.1液压集成回路设计.245.2.2液压集成块及其设计.24第六章液压站结构设计24.6. .1液压站的结构式.266.2 液压泵的安装方式.266.3液压油箱的设计.26.6.3.1 液压油箱的外形尺寸设计.276.3.2 液压油箱的结构设计.276.4液压站的结构设计.296.4.1 电动机与液压泵的联接方式296.4.2 液压泵结构设计的注意事项306.4.3 电动机的选择.30第七章个人总结32第八章.参考文献.35前言作为现代机械设备实现传动与控制的重要技术手段,液压技术在国民经济各领域得到了广泛的应用。与其他传动控制技术相比,液压技术具有能量密度高配置灵活方便调速范围大工作平稳且快速性好易于控制并过载保护易于实现自动化和机电液一体化整合系统设计制造和使用维护方便等多种显著的技术优势,因而使其成为现代机械工程的基本技术构成和现代控制工程的基本技术要素。液压压力机是压缩成型和压注成型的主要设备,适用于可塑性材料的压制工艺。如冲压、弯曲、翻边、薄板拉伸等。也可以从事校正、压装、砂轮成型、冷挤金属零件成型、塑料制品及粉末制品的压制成型。本文根据YB32-150型液压压力机的用途特点和要求,利用液压传动的基本原理,拟定出合理的液压系统图,再经过必要的计算来确定液压系统的参数,然后按照这些参数来选用液压元件的规格和进行系统的结构设计。液压压力机的液压系统呈长方形布置,外形新颖美观,动力系统采用液压系统,结构简单、紧凑、动作灵敏可靠。该机并设有脚踏开关,可实现半自动工艺动作的循环。关键词:液压系统过载保护ABSTRACTAs one of the modern machinery equipment ransmission and control important technical means, hydraulic technology in the field of national economy has been widely used. Compared with other transmission control technology, hydraulic technology has high energy density, flexible and convenient configuration, large speed range, rapid and smooth work ability, easy to be controlled and overload protection, easily realized integration ,system integration design ,easy maintenance in manufacturing operation and other significant advantages n technology which make it become the basic technology of modern mechanical engineering and the basic technology of modern control engineering. The hydraulic press and pressure machine is the main equipment for molding plastic injection and repressing material formation, such as stamping, bending, , metal sheet drawing, etc. Also it can be engaged in the adjustment, the mounting indentation, the grinding wheel formation, the swaging metal parts formation, the plastic products and the powder products suppressed formation. This article according to the usage, characteristics and requirements of the purposes of the YB32-150 type hydraulic pressure press machine uses the basic principle of hydraulic ransmission, draws up a reasonable hydraulic system and undergoes the necessary calculation to determine the parameters of hydraulic system which determine to choose hydraulic components andsystem structure of specification. The hydraulic system of YB32-150 hydraulic pressure press Machine is rectangular arrangement .its external appearance is new and original beautiful, the driving force system adopts hydraulic pressure system that makes the structure simple and compact, the action quick and reliable.This machine is equipped with the foot switch which can realize thesemiautomatic craft movement circulation. Keywords: hydraulic system overload protection electromechanical integration . 液压机工艺用途广泛,适用于弯曲、翻边、拉伸、成型和冷挤压等冲压工艺,压力机是一种用静压来加工产品。适用于金属粉末制品的压制成型工艺和非金属材料,如塑料、玻璃钢、绝缘材料和磨料制品的压制成型工艺,也可适用于校正和压装等工艺。由于需要进行多种工艺,液压机具有如下的特点:(1)工作台较大,滑块行程较长,以满足多种工艺的要求;(2)有顶出装置,以便于顶出工件;(3)液压机具有点动、手动和半自动等工作方式,操作方便;(4)液压机具有保压、延时和自动回程的功能,并能进行定压成型和定程成型的操作,特别适合于金属粉末和非金属粉末的压制;(5)液压机的工作压力、压制速度和行程范围可随意调节,灵活性大。1.4液压系统的基本组成1)能源装置液压泵。它将动力部分(电动机或其它远动机)所输出的机械能转换成液压能,给系统提供压力油液。2)执行装置液压机(液压缸、液压马达)。通过它将液压能转换成机械能,推动负载做功。3)控制装置液压阀。通过它们的控制和调节,使液流的压力、流速和方向得以改变,从而改变执行元件的力(或力矩)、速度和方向,根据控制功能的不同,液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等;流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等;方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同,液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。4)辅助装置油箱、管路、蓄能器、滤油器、管接头、压力表开关等.通过这些元件把系统联接起来,以实现各种工作循环。5)工作介质液压油。绝大多数液压油采用矿物油,系统用它来传递能量或信息。第二章液压压力机系统的原理设计2.1液压压力机的基本结构液压机机身属于四立柱机身。机身由上横梁、下横梁和四根立柱组成。液压机的各个部件都安装在机身上,其中上横梁的中间孔安装工作缸,下横梁的中间孔安装顶出缸,工作台面上开有开有T型槽,用来安装模具。活动横梁的四个角上的孔套装在四立柱上,上方和工作缸活塞相连接,由其带动横梁上下运动。机身在液压机工作中承受全部的工作载荷。工作缸采用活塞式双作用缸,当压力油进入工作缸上腔,活塞带动横梁向下运动,其速度慢,压力大,当压力油进入工作缸下腔,活塞向上运动,其速度较快,压力较小,符合一般的慢速压制、快速回程的工艺要求。活动横梁是立柱式液压机的运动部件,位于液压机机身的中间,中间圆孔和上横梁的工作活塞杆连接,四角孔在工作活塞的带动下,靠立柱导向作上下运动,活动横梁的面也开有T型槽,用来安装模具。在机身下部设有顶出缸,通过顶杆可以将成型后的塑件顶出。液压机的动力部分是高压泵,将机械能转变为液压能,向液压机的工作缸和顶出缸提供高压液体。第三章液压系统的计算和元件选型3.1 确定液压缸主要参数按液压机床类型初选液压缸的工作压力为25Mpa,根据快进和快退速度要求,采用单杆活塞液压缸。快进时采用差动连接,并通过充液补油法来实现,这种情况下液压缸无杆腔工作面积1A应为有杆腔工作面积2A的6倍,即活塞杆直径d与缸筒直径D满足56dD=的关系。快进时,液压缸回油路上必须具有背压2p,防止上压板由于自重而自动下滑,根据液压系统设计简明手册表2-2中,可取2p=1Mpa,快进时,液压缸是做差动连接,但由于油管中有压降pD存在,有杆腔的压力必须大于无杆腔,估计时可取1pMPaD,快退时,回油腔是有背压的,这时2p亦按2Mpa来估算。3.1.1液压缸内径D和活塞杆直径d的确定以单活塞杆液压缸为例来说明其计算过程。1P液压缸工作腔的压力Pa 2P液压缸回油腔的压力Pa 图5:单活塞杆液压缸计算示意图由此求得液压缸面积3.1.2液压缸实际所需流量计算工作快速空程时所需流量液压缸的容积效率,取工作缸压制时所需流量工作缸回程时所需流 量液压元件的选择2.1确定液压泵规格和驱动电机功率由前面工况分析,由最大压制力和液压主机类型,初定上液压泵的工作压力取为125Mpa,考虑到进出油路上阀和管道的压力损失为1MPa(含回油路上的压力损失折算到进油腔),则液压泵的最高工作压力为上述计算所得的pP是系统的静态压力,考虑到系统在各种工况的过渡阶段出现的动态压力往往超过静态压力,另外考虑到一定压力贮备量,并确保泵的寿命,其正常工作压力为泵的额定压力的80%左右因此选泵的额定压力nP应满足:/0.826/0.831.25液压泵的最大流量应为:液压泵的最大流量同时动作的各执行所需流量之和的最大值,如果这时的溢流阀正进行工作,尚须加溢流阀的最小溢流量系统泄漏系数,一般取选择液压泵的规格由于液压系统的工作压力高,负载压力大,功率大。大流量。所以选轴向柱塞变量泵。柱塞变量泵适用于负载大、功率大的机械设备(如龙门刨床、拉床、液压机),柱塞式变量泵有以下的特点:1)工作压力高。因为柱塞与缸孔加工容易,尺寸精度及表面质量可以达到很高的要求,油液泄漏小,容积效率高,能达到的工作压力,一般是(200400)最高可以达到5100010Pa流量范围较大。因为只要适当加大柱塞直径或增加柱塞数目,流量变增大。改变柱塞的行程就能改变流量,容易制成各种变量型。4)柱塞油泵主要零件均受压,使材料强度得到充分利用,寿命长,单位功率重量小。但柱塞式变量泵的结构复杂。材料及加工精度要求高,加工量大,价格昂贵。根据以上算得的pq和pP在查阅相关手册机械设计手册成大先P20-195得:现选用63141,排量63ml/r,额定压力32Mpa,额定转速1500r/min,驱功率59.2KN,容积效率92%,重量71kg,容积效率达92%。2与液压泵匹配的电动机的选定由前面得知,本液压系统最大功率出现在工作缸压制阶段,这时液压泵的供油压力值26Mpa,流量为已选定泵的流量值。ph-液压泵的总效率。柱塞泵为0.800.85,取ph0.82。选用1000r/min的电动机,则驱动电机功率为:YB32-150型液压压力机液压系统的设选择电动1804Y。3、系统分析:(1)启动电磁铁全部不得电,油泵11输出油液通过阀8中位卸载(2)快速空程下行电磁阀2Y得电阀8于右位进油路:液压油经泵-阀8右位-阀5-油缸无杆腔回油路:油缸有杆腔-溢流阀2-油箱(3)慢速加压当液压缸活塞降至一定位置时触动行程开关1S后3Y得电,阀5关闭,液压油经调速阀6进入油缸无杆腔,活塞慢速接近工件,加压(4)保压当液压缸活塞慢压降至一定位置时触动行程开关2S后,电磁阀2Y失电,阀8回中位,使油缸保压,保压时间由时间继电器调整,保压期间,泵经阀8中位卸载(5)快速回程保压结束,时间继电器发出信号,1Y得电,阀8处于左位,液压油经单向阀14进入油缸有杆腔,无杆腔液压油经单向阀7回到油箱。电磁铁动作顺序1Y2Y3Y启动-快速空程下行-+-慢速加压-+4.系统参数计算及液压元件选择4.1 负载F=F1+F2+F3+F4+F5+F6 F1,有效负载F1=201000N,F2 摩擦力F2=0,F3 惯性负载F3=0 F4 重力负载F4=0(与压制力相比,忽略不计。)F5 密封负载按机械效率考虑0.9 F6背压负载回油路无重力及其它负载F6=0 绘制L(行程)或t(时间)与F(负载)的关系曲线压力机的液压系统中,只有工进段即慢速加压段F=(F1+F2)/m=201000/0.9=223333N,其余F为0。4.2 初定系统压力P 参照设备类型和负载值,负载(N)5万,压力(MPa)5-7,取P=20MPa。4.3 行程(液压缸长度)快进行程L1+工进行程L2=350mm+40mm=390mm 液压缸行程长度为400mm 4.4 计算液压缸相关尺寸4.4.1 计算液压缸内径D 根据公式F=PD2/4,得出D=(4F/ p)1/2=120mm,查手册D=125mm, 返算P=4F/ D2=18.39MPa 4.4.2 计算活塞杆直径d d=0.707D=84.84mm,查手册d=90 4.4.3 计算液压缸壁厚PD/2=3.5mm 根据液压缸的结构形式,液压缸壁厚取8mm 4.4.4 计算液压系统流量快速下行q=vD2/4=321.252 /4=39.25L/min 慢速加压q=vD2/4=(40-250)10-21.252/4=0.49-3.07L/min 4.4.5 计算液压系统压力从泵到缸所有元件压力损失大约0.5MPa,故液压系统压力P工=P缸+P损=18.89 MPa 4.5 液压元件参数计算及选择4.5.1 液压泵及电机选择选液压泵泵的额定压力计算P额=(1.25-1.6)PI=23-30MPa 泵的流量计算q=(1.1-1.3)qmax=43.12-51L/min 查手册,泵的型号为SCY14-1B手动变量柱塞泵,其额定压力31.5MPa,容积效率92,总效率为0.75,所以驱动该泵的电动机的功率可由泵的工作压力(18.89 MPa)和输出流量(当电动机转速为1500r/min)qp=31.515000.9210-3L/min=43.47 L/min求出P功= P qp/P=(18.8910643.4710-3)/(600.75)=18247W=18.25KW 查手册,电机型号Y180M-4 4.5.2 液压阀的选用 调速阀2FRM10-20/50L 1 4 二位二通电磁换向阀3WE6B6/AW220-50N 1 3 单向阀S6P2 2 2 三位四通电磁换向阀4WE6G6/AW220-50N 1 1 溢流阀DBDA6P10-50 2 序号名称型号数量备注4.5.3 液压辅件的选用过滤器WU-160100J或XU-160180 油管10 接头M181.5 5.个人总结这次液压的课程设计,是我们第一次较全面的运用液压综合知识。通过这次设计,使得我们对液压基础知识有了一个较为系统全面的认识,加深了对所学知识的理解和运用,初步培养了我们理论结合实际的设计思想,训练了综合运用相关课程的理论。结合生产实际分析和解决工程问题的能力,巩固、加深和扩展了有关液压系统设计方面的知识。通过制定设计方案,合理选择各液压零件类型,正确计算零件的工作能力,以及针对课程设计中出现的内容查阅资料,大大扩展了我们的知识面,培养了我们在本学科方面的兴趣和实际动手能力,对将来我们在工作方面有很大的帮助。本次课程设计是我们所学知识运用的一次尝试,是我们在液压知识学习方面的一次有意义的实践。在本次课程设计中,我独立完成了自己的设计任务,通过这次设计,弄懂了一些书本中难以理解的内容,加深了对以前所学知识的巩固。在设计中,通过老师的指导,使自己在设计思想、设计方法和设计技能等方面都得到了一次良好的训练。第八章 参考文献1.左健民主编液压与气压传动第4版机械工业出版社2.液压气压技术速查手册.张利平.化学工业出版社,2007 3.雷天觉.液压工程手册.北京机械工业出版社,1990 4.李登万液压与气压传动.江苏东南大学出版社,2004
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